甚麼是雷達與視頻融合偵測?
雷達與視頻融合偵測把雷達的距離與速度量測,與攝影機的影像分類結合成同一組偵測結果。雷達負責在惡劣光線與天氣下確認有目標存在及其移動狀態,影像負責判斷目標是人、車輛或其他物體。
雷達與影像的互補關係
雷達以發射電磁波並接收回波的方式量測目標的距離與徑向速度,其偵測能力不依賴環境照明,在夜間、雨霧及強逆光條件下仍可維持穩定輸出。但雷達回波本身不含外觀資訊,難以區分行人與大型動物,亦不能提供可供人員核對的畫面。
影像分析則相反:攝影機能提供可視畫面與目標類別判斷,卻受照明、逆光、雨水與鏡頭污損影響,並且難以直接量測距離與速度。實務上單靠影像的周界偵測,常因樹影搖動、雨絲、飛蟲及光線變化產生誤報,令值班人員逐漸忽略提示。
融合的做法是把兩種感測結果在同一坐標系內對齊,只有當雷達確認有具備移動特性的目標,而影像亦把該位置的目標分類為關注類別時,系統才判定為有效事件。部分方案進一步以雷達提供的位置資料驅動雲台機自動推近追蹤,令告警同時附帶可辨識的畫面。
雷達:測距測速
以電磁波回波量測距離與徑向速度,不依賴照明,雨霧夜間仍可偵測,但無外觀資訊。
影像:分類與核證
提供可視畫面與目標類別判斷,便於人員核對,但受光線、雨水及鏡頭污損影響。
融合:條件收斂
兩種來源在同一坐標系內對齊後互相確認,減少單一來源引致的誤報。
融合偵測與單一感測方案的分別
下表比較常見周界偵測方式所能提供的資料與限制,屬技術類別說明。
| 偵測方式 | 可得資料 | 夜間與惡劣天氣 | 主要限制 |
|---|
| 影像分析偵測 | 目標畫面與類別 | 受照明與雨霧影響較明顯 | 樹影、雨絲與光線變化易造成誤報 |
| 雷達偵測 | 距離、方位與徑向速度 | 不依賴照明,受天氣影響較小 | 無畫面可供核對,難以細分目標種類 |
| 紅外對射 | 遮斷訊號的通斷狀態 | 不依賴照明 | 只知有物體通過,無位置與類別資料 |
| 雷達與視頻融合 | 位置、速度、類別及畫面 | 兩者互補,維持較穩定輸出 | 需精確對齊與校正,安裝與調校工序較多 |
融合方案的成效取決於兩種感測的覆蓋範圍是否重疊得宜。若雷達可偵測距離遠超攝影機可辨識距離,遠處目標只會有位置而無可用畫面;反之亦然。設計時應以兩者的有效範圍交集規劃告警區。
香港周界環境的實際考慮
香港的獨立屋苑、學校、貨倉及水務或電力設施周界常見背靠山坡或緊鄰公共通道。山坡一側容易受樹木搖動與野生動物影響,單靠影像偵測誤報頻密;公共通道一側則不能對正常行人告警。融合方案在此類環境的作用,在於以速度與類別條件把搖動的植物與偶然經過的行人區分開來,並以排除區域處理通道範圍。
安裝條件方面,香港樓宇天台與圍牆頂部空間有限,雷達與攝影機需靠近安裝以簡化坐標對齊,同時要避開金屬欄河、招牌與空調機組造成的反射與遮擋。颱風季節的風力亦要求支架具備足夠剛性,因為雷達與影像一旦相對位置改變,原有的對齊校正即失效,需重新校正。
由於此類系統會覆蓋樓宇邊界以外的範圍,容易把公共道路或鄰近私人地方納入監察。《個人資料(私隱)條例》(香港法例第486章)及個人資料私隱專員公署有關閉路電視監察的指引要求收集範圍與目的相稱,實務上應以排除區域及遮蔽區限制覆蓋,並保留設計說明與範圍圖,以便日後查詢時交代。 涉及範圍界定的規劃工作,建議於CCTV閉路電視安裝工程初期已與工程師一併確認覆蓋範圍。